TeknikA 92
Pemodelan pada zona subduksi Sumatera dilakukan berdasarkan z
ona rupture pada perairan barat Sumatera pada kejadian-kejadian gempa utama dan gempa susulan
di tahun 1797, 1833, dan bentang pengamatan tahun 2000 sampai 2008. Magnituda maksimum diambil berdasarkan
kejadian gempa Aceh 2004 yaitu sebesar M9,0. Sedangkan, p
emodelan pada zona patahan Sumatera dilakukan dengan mengasumsikan kejadian gempa
dengan M7,9 dapat terjadi dimana saja di sepanjang patahan. Permodelan pada zona patahan ini
mengikuti segmen-segmen patahan berdasarkan hasil penelitian Sieh dan Natawidjaja 2000. Untuk
memodelkan sumber gempa yang tidak terdefinisi dalam peta gempa maupun sumber gempa yang
tercantum dalam peta gempa dengan magnitude yang relatif kecil, dipergunakan model grid
berdasarkan pada nilai rate kejadian gempa yang diperhalus spatially smoothed seismicity dengan
menggunakan model 2D dalam bentang radius 25 km dari tiap titik-titik lokasi tinjauan. Nilai
magnitude maksimum untuk gempa-gempa dangkal ini diambil sebesar M6,5 dan nilai b-value
diperkirakan sebesar 0,7.
Gambar 3. Zona rupture pada perairan barat Sumatera:
1797, 1833, dan 2000 - 2008 Rich Briggs, 2007
Gambar 4. Segmentasi pada patahan Sumatera
Sieh dan Natawidjaja, 2000
.
Tabel 1. Pembagian segmen pada patahan Sumatera dan
nilai slip-ratenya Segmen
Slip rate Segmen
Slip rate
mmtahun mmtahun
Sunda 11
Sumani 11
Semangko 11
Sianok 11
Kumering 11
SumpurBarumun 23
Manna 11
Toru 27
Musi 11
Renun 27
Ketaun 11
Tripa 27
Dikit 11
Aceh 27
Siulak 11
Seulimeum 27
Suliti 11
Gambar 5. Pemodelan sumber gempa
3.3 Fungsi Atenuasi
Beberapa fungsi ateunasi telah dipublikasikan oleh sejumlah peneliti berdasarkan rekaman percepatan
gempa yang pernah terjadi dan kondisi site lokasi kajiannya. Akan tetapi, hingga saat ini belum ada
fungsi atenuasi yang penelitiannya dikhususkan pada kondisi geologi dan seismotektonik untuk wilayah
Indonesia, sehingga dalam analisis resiko gempa yang dilakukan, digunakan fungsi atenuasi yang
diperoleh dari wilayah lain yang memiliki kemiripan tektonik dan geologi dengan wilayah Indonesia.
Fungsi atenuasi yang dipakai pada studi ini adalah persamaan yang dikemukakan oleh R.R.Young et al
1997 untuk jenis sumber gempa pada area subduksi dan persamaan yang dikemukakan oleh
R.R. Boore et al 1997 untuk jenis gempa strike slip pada area shallow crustal.
4. Analisis Resiko Gempa
Analisis resiko
gempa dimulai
dengan mengembangkan model matematik yang akan
digunakan untuk memperkirakan kemungkinan kejadian gempa dalam level skala magnitude atau
intensitas tertentu pada interval periode ulang untuk suatu daerah tertentu. Analisis ini menghasilkan
parameter
desain seismik
seperti percepatan
95
o
100
o
105
o
5
o
-5
o o
110
o
Megathrust Benioff
Shallow Crustal
U
TeknikA 93
maksimum dan kecepatan maksimum yang dapat terlampaui untuk probabilitas serta periode ulang
tertentu. Pada makalah ini, percepatan gempa di batuan dasar diperoleh dari hasil analisis yang
dilakukan dengan metode Probabilistic Seismic Hazard Analysis menggunakan program EQRISK
yang telah dimodifikasi.
Probabilitas bahwa suatu ground motion a melebihi suatu nilai tertentu a dihitung untuk suatu potensi
gempa pada suatu lokasi sumber gempa tertentu dan kemudian dikalikan dengan probabilitas bahwa suatu
gempa dengan magnitude tertentu akan terjadi pada lokasi tersebut. Dengan mengasumsikan bahwa
magnitude M dan jarak R adalah variabel acak independen yang kontinus, maka probabilitas
terlampaui dapat dituliskan dalam bentuk integrasi persamaan berikut :
∫ ∫
≥ ≥
=
M R
r R
m M
r m
a a
a a
drdm f
f P
P
, ;
....1 dimana :
f
M
= fungsi distribusi dari magnituda. f
R
= fungsi distribusi dari jarak.
, ;
r m
a a
P ≥
= probabilitas berkondisi
dari intensitas a yang sama atau lebih besar dari intensitas a di suatu lokasi dengan
kekuatan gempa M dan jarak sumber R yang diperoleh dari fungsi ateunasi.
Jika site yang ditinjau berada dalam suatu daerah dengan beberapa sumber gempa N
s
dimana setiap sumber memiliki rate untuk threshold magnitude
sebesar
] .
exp[
o
m v
β α −
=
, maka total kejadian gempa terlampaui untuk daerah tersebut adalah ;
.
1
a a
P a
a
i Ns
i
≥ =
≥
∑
=
ν λ
.............................. 2 Periode ulang dari parameter gerakan tanah
terlampaui adalah sebanding dengan perbandingan terbalik dari kejadian gempa tahunan. Hasil akhir
dari PSHA diekspresikan dalam bentuk parameter- parameter probabilitas terlampaui gerakan tanah
Mm untuk suatu periode desain P
t tahun
= 1 – e
λM . t
, kejadian gempa tahunan λ
M
dan periode ulang desain T
R
. Logic
tree digunakan
untuk menentukan
pembobotan pada masing-masing parameter yang dipergunakan dan untuk untuk mengatasi nilai
ketidak-pastian pada analisis resiko gempa dengan menggunakan metode probabilitas.
Gambar 6. Formulasi Logic tree untuk sumber
gempa Subduksi
Gambar 7. Formulasi Logic tree untuk sumber
gempa Shallow Crustal
Gambar 8 memperlihatkan hasil perhitungan resiko gempa berupa spektral percepatan SA di batuan
dasar pada lokasi kajian untuk suatu periode ulang pada beberapa perioda spektral. Untuk periode ulang
500 tahun di wilayah Padang didapatkan peak ground acceleration PGA di batuan dasar sebesar
0,3 g, SA untuk T= 0,2 detik sebesar 0,69 g, dan SA untuk T= 1,0 detik sebesar 0,26 g.
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
500 1000
1500 2000
2500
Periode Ulang tahun S
p ek
tr a
l P
er ce
p a
ta n
g
T = 0,0 detik T = 0,2 detik
T = 1,0 detik
Gambar 8. Spektral percepatan di batuan dasar pada lokasi kajian untuk periode ulang tertentu
Recurance Model Maximum Magnitude
Attenuation function
Entropy Density 0,5
Least Square 0,5
Boore 1997 Shallow Crustal
1,0 1,0
1,0 Mmax
Mmax Recurance Model
Maximum Magnitude Attenuation function
Entropy Density 0,5
Least Square 0,5
Young 1997
Subduksi
1,0 1,0
1,0 Mmax
Mmax
TeknikA 94
Deaggregasi seismik dengan menggunakan program EQRISK yang telah penulis modifikasi memper-
lihatkan sumber gempa yang memberikan kontribusi terbesar yang berada pada kisaran jarak dan
magnituda rata-rata tertentu. Informasi jarak dan magnituda tersebut merupakan bagian informasi
pemilihan
kriteria riwayat
waktu dengan
karakteristik yang
mendekati kondisi
yang diinginkan.
- 5
5 -
1 1
- 1
5 1
5 -
2 2
- 2
5 2
5 -
3 3
- 3
5 3
5 -
4 4
- 4
5 4
5 -
5 5.0 - 5.5
6.0 - 6.5 7.0 - 7.5
8.0 - 8.5 9.0-9.5
0.00E+00 2.00E-05
4.00E-05 6.00E-05
8.00E-05 1.00E-04
JARAK KM
M w
5.0 - 5.5 5.5 - 6.0
6.0 - 6.5 6.5 - 7.0
7.0 - 7.5 7.5 - 8.0
8.0 - 8.5 8.5 - 9.0
9.0-9.5
a SA untuk T=0,2 detik
- 5
5 -
1 1
- 1
5 1
5 -
2 2
- 2
5 2
5 -
3 3
- 3
5 3
5 -
4 4
- 4
5 4
5 -
5 5.0 - 5.5
6.0 - 6.5 7.0 - 7.5
8.0 - 8.5 9.0-9.5
0.00E+00 2.00E-05
4.00E-05 6.00E-05
8.00E-05 1.00E-04
1.20E-04
JARAK KM
M w
5.0 - 5.5 5.5 - 6.0
6.0 - 6.5 6.5 - 7.0
7.0 - 7.5 7.5 - 8.0
8.0 - 8.5 8.5 - 9.0
9.0-9.5
b SA untuk T=1,0 detik
Gambar 9. Deaggregasi M
w
dan R untuk sumber gempa Subduksi pada periode ulang 500 tahun
5. Riwayat Waktu Percepatan Sintetik
